滑模施工工藝在大直徑構筑物中的應用

吳曉霞

1 工程概況

本工程為太鋼焦化新建儲煤罐工程。本文僅針對滑升模板分項工程的施工進行論述。

本工程共新建4個儲煤罐，罐為外徑23．5 m的圓筒式鋼筋混凝土結構。自-2．000 m～+43．97 m壁厚均為400 mm。鋼筋混凝土結構屋蓋。罐頂坐鋼結構通廊，與上料口連接。+7．85 m～+8．75 m為板厚900 mm的庫底板。罐內設四道鋼筋混凝土墻，厚度500 mm，高度自 -2．000 m ～ +7．85 m。

本工程由于外徑較大，如采用常用的組合輻射桁架結構組成操作平臺，將致使滑模設備本身自重非常大，需要增加開字架、千斤頂及支撐桿的數量才能保證滑升要求，且此結構多用鋼材，制造安裝和拆卸工作量大。根據本工程結構簡單，筒壁混凝土澆筑沖擊力不是很大的特點，決定采用整體圓環型結構，或稱柔性結構。這種結構裝拆方便，操作簡單，且特別適用于直徑18 m以上大直徑筒倉施工。本工程的滑升均采用“一次到頂，洞口空滑，梁板后澆”的方式。施工過程中預留非滑模結構鋼筋待滑升完畢后，扎設腳手架支模澆筑。

施工順序:筒倉滑模模具組裝→筒倉滑模→筒倉模具拆除→梁板或錐殼施工→倉頂施工→鋼結構施工→內外裝修水電安裝→竣工。

2 施工準備

1)組織有關技術人員詳細審閱圖紙，索取有關資料，參加圖紙會審，聽取設計交底，做好混凝土試配等準備工作。2)做好臨建，劃清作業區，原材料存放區，加工半成品區域等。3)管理人員及勞動力提前進場，搞好場區臨建及場區平整，劃清作業區。4)做好現場臨電安裝，確定機械安裝位置，并配置備用的施工機械。

3 筒倉滑模施工

3． 1 滑模系統設計

整個模具由模板系統，操作平臺系統，液壓系統三大部分組成。

模板系統由定型鋼模(1 200 mm×200 mm，1 500 mm×200 mm兩種)、間隔1．2 m/組開字形門架和圍箍組成。

操作平臺系統為整體環型結構。沿倉壁外側一周設環形操作平臺，下掛吊腳手架用于滑模施工操作。沿倉壁周邊每隔一榀提升架設一根φ22鋼筋拉束，利用中心φ500，100 mm厚鋼拉環使提升架兩兩拉結，形成一個類似于自行車輻條的柔性平臺。

液壓系統由6臺YKJ-36型液壓油泵，GYD-35型滾珠式液壓千斤頂及輸油管道組成。

1)整體滑升模具必須具備整體性能好、剛度大的特點。設計時開字架頂端采用φ51鋼管加工成鋼圈，用扣件固定在內外兩側的連接管上，相鄰開字架之間開人字剪刀撐，開字架下端用［10槽鋼加工成鋼圈，U形螺栓卡固在開字架下端內外兩側的立柱上，整個模具應連鎖成整體，防止滑升過程中出現偏扭，且能保證千斤頂相互協調滑升。

2)為適應不同半徑的圓筒倉施工，輻條、剪刀撐、系桿(內操作平臺系統)設計時采用螺栓聯系的可伸縮體系，形成井字形，確保模具自身不變形，構筑物幾何尺寸符合設計要求。

3)模板與圍檁:根據筒壁厚變斷面的要求，設計時采用可變形體系，內外模板掛在內外活動圍檁上，由內外滑升槽鋼托穩，通過內外收分裝置調整各標高位置的壁厚。

4)支撐桿選用:φ25單根支撐桿取值15 kN。變斷面滑空模查表，支撐桿脫空長度可達1 150 mm。

根據規范要求及以往成熟的操作經驗，選用φ25支撐桿，完全能滿足本工程的要求。

3． 2 滑模系統組裝

3．2．1 組裝前準備工作

1)在地面上放上內外圍圈線及開字架位置線。2)從-2．00開始，將筒壁水平鋼筋綁扎2．0 m高，同時在貯倉壁立筋上彈一道水平線，用以控制開字架處在同一高度。3)準備好組裝所用的工具，材料及充足的電焊條。

3．2．2 組裝順序

劃線定位→裝門架→安裝千斤頂→插支撐桿→安裝鋼環、輻條→安裝模板→安裝液壓設備→安裝水、電、通訊控制系統→檢查調試。

3． 3 工藝流程

滑模組裝調試→澆筑混凝土→提模→找平→對中→綁扎鋼筋→繼續滑升。

3． 4 垂直運輸與施工機械選擇

每組筒倉設QT80塔吊1臺，使用幅度50 m，作為吊運鋼筋和操作設備用(塔吊由甲方提供)。混凝土的垂直運輸由甲方使用混凝土輸送泵運至操作平臺。

3． 5 鋼筋工程

嚴格按圖施工，要求與一般綁扎方法相同，僅水平鋼筋的綁扎應與模板滑升同步進行，始終保持在門架橫梁以下。豎向鋼筋接頭采用綁扎或電渣壓力焊接頭，必須符合設計及規范要求。

3． 6 混凝土的澆筑

1)混凝土通過垂直運輸設備運至平臺，混凝土入模時，坍落度不大于30 mm，正常澆筑每層200 mm左右，每層平均滑升間隔為1 h～1．5 h，保持混凝土在塑性狀態下滑升，以免拉裂，澆筑混凝土應劃分區段，每區段的澆筑數量和時間應大體一致，并嚴格執行分層均勻澆圈制，不應自一端開始單方向澆筑，防止引起構筑物傾斜。采用插入式振搗器振搗時，應避免觸及鋼筋、支撐桿和模板，其插入深度不超過上層混凝土的50 mm。當混凝土澆至距設計標高僅1 m左右時，澆筑速度應放慢，逐步進行模板找平、找中工作，最后一次澆成。

2)滑升前應繪制門窗預留洞和預埋件的展開圖，注明標高、尺寸、位置和數量，在滑升過程中逐個安裝消號。

3)為保證貯倉壁與底板有良好的接槎，第一層先澆灌10 mm厚正常配比減去一半石子的混凝土，后繼續澆灌正常配比的混凝土第二層、第三層……直至模板內混凝土的高度達到70 cm～80 cm時停止澆灌混凝土，進行試滑，檢查2個～3個行程，約7．5 cm停止滑升，檢查倉壁四周模板是否同步。若有不同步的地方，迅速檢查原因并排除后可繼續試滑1個～2個行程，若正常則停止試滑，繼續分層澆灌混凝土，要求每層23 cm。待混凝土填充滿模板后，振搗結束，即可提升鋼模板，每次提升10個行程約23 cm，如此反復直至達到頂板底標高為止。在鋼模提升1．8 m后，將內外吊腳手架、安全網掛上，安全網要安全可靠。

4)滑升速度的確定。根據液壓滑模工程設計規定，混凝土的合適出模強度一般控制在5 N/cm2～25 N/cm2，如果施工處于低溫季節，為保證支撐桿正常工作(不失穩)，混凝土的出模強度應不低于60 N/cm2，且滑升速度應符合下式要求:

其中，V為模板滑升速度，m/h;P為單根支撐桿的荷載，kN;T為在作業班的平均氣溫條件下，混凝土強度達到0．7 MPa～1．0 MPa所需的時間，h;K 為安全系數，取 2．0。

5)混凝土出模強度鑒別。a．開工前由實驗室對混凝土出模強度做試配實驗，做到心中有數。b．現場鑒別出模混凝土，用手指按壓應無明顯指坑，反復按壓數次無較重的水印。

6)如因天氣、施工需要或其他原因不能連續滑升時，應采取下列停滑措施:a．混凝土應澆灌到同一水平面上;b．模板應每隔0．5 h～1 h提動千斤頂一次，每次將模板提升30 mm～60 mm，直至模板與混凝土不再粘結為止，但模板的最大滑空量，不得大于模板全高的1/2;c．框架結構模板的停滑位置，宜設在梁底以下100 mm～200 mm上;d．對于因停滑造成的水平施工縫，應對混凝土表面進行處理，用水沖走殘渣，先澆灌一層石子減半的混凝土，然后再澆筑上面的混凝土;e．繼續施工時，應對液壓系統進行全部檢查。

7)混凝土的養護。在內外吊架的下層放直徑25 mm的膠皮管，環形一圈，固定在吊架上，沿膠皮管內距150 mm鉆φ4小孔，孔內側對準筒壁，與上水管接通，啟動抽水機即噴水養護，養護次數隨氣溫而定，使混凝土表面保持濕潤狀態。

3． 7 水平、垂直位移的測量及糾偏方法

1)操作平臺上置一大水箱，外伸2根φ20塑料水管與開字架上環水管相通，環水管與開字架，橫梁上的站水管相通，充水后形成一個測平水平面，作好標志，可作為以后調整平臺的基準水平面。

2)沿操作平臺對角設兩個吊墜，每滑升一次即與地面預設中心點進行比較，發現問題應及時找出原因，采取措施予以糾正。

3)垂直偏移和筒身扭轉的糾正方法。a．升差調整:將平臺調整成一斜度(與偏差方向相反)，逐層糾正，使平臺斜度不超過1/200。b．千斤頂下加墊塊調整:即在偏中一側的千斤頂下加楔形墊塊，使支撐桿反方向傾斜，逐層糾正。c．改變混凝土澆筑方向，即混凝土入模方向與原方向相反進行，或與偏移相對方向的混凝土先入模，達到既糾扭又糾偏的目的。

3． 8 特殊部位施工措施

1)空滑。模板滑升到+7．8 m開始空滑，空滑時支撐桿需要加固，在每個開字架旁邊混凝土里插入2根φ48管，支撐桿與φ48管用φ12鋼筋每隔30 cm連一道，形成三角形格構式支撐桿件。

2)洞口支撐桿加固。洞口支撐桿加固與以上空滑加固措施相同。

3)支撐桿變形處理。由于千斤頂不同步上升，滑空過程中，偶爾單根支撐桿所承受的集中荷載大于其極限承載能力，產生變形，此時必須及時處理，以免發生質量、安全事故。處理時切去彎曲部分，將上部支撐桿往下插，直至與下部支撐桿吻合，再雙面加幫條鋼筋，見圖1。

圖1 支撐桿變形處理

3． 9 滑模設備拆除的安全要求

1)滑模設備拆除要由專業操作人員進行操作，專人指揮，拆除作業要在白天進行，工作人員要拴好安全帶。

2)使用的吊運索具、工具全部通過試驗合格后方能使用，吊運所用的機械要全面檢查，一定要達到性能完好。

3)遇有雨、霧、冰雪天氣，五級以上大風時禁止滑模設備拆除工作，在混凝土強度未達到一定強度(1．5 MPa)時禁止拆除滑模設備。

4)滑模設備拆除順序。液壓系統拆除→內外平臺鋪板→輻射梁及桁架→吊腳手架→內外安全網→開字架→內外模板。

4 滑模工程質量保證措施

1)組裝滑模設備時，嚴把質量關，前道工序不合格，不得進行下道工序。2)混凝土澆灌前，模板內雜物必須清除，并用清水沖洗干凈，待沖洗水從模板底部流出后用低標號砂漿將下口與底板混凝土之間的縫隙堵死，以防砂漿流失。3)澆灌每層混凝土必須均勻，應有專人拿標尺桿看管，嚴格控制混凝土水灰比，混凝土現場試配，以確定外加劑摻量，要求配好的混凝土在8 h內強度達到0．1 kN/mm～0．3 kN/mm。坍落度按如下要求進行:春秋季60 mm～80 mm，夏季80 mm～100 mm，冬季40 mm～60 mm。4)鋼筋綁扎必須規范，特別是水平鋼筋絕不能擠到鋼模板上口以上，以防妨礙滑升或引起質量事故。5)采取對應措施，降低滑升時間間隔，在強度允許條件下加速滑升。6)脫模的混凝土要拉毛，并用清水上下刷順，后刷養護液。7)滑升當中若出現支撐桿失穩，要將該支撐桿及時加固，千斤頂泄漏要及時更換，濺到模板內的機油要用干抹布抹凈，并噴四鹵化碳溶液。8)派專人收聽天氣預報，并及時報告總指揮。在滑升施工前應了解當地5年該季節段氣象資料，并選最佳時機。在遇到六級以上大風或中到大雨天氣時，要停止澆灌混凝土，并把鋼模滑空，滑空高度不宜超過400 mm，并不能短時滑空，要間隔一定時間，若停工時間過長要重新處理接槎，即澆灌半石子混凝土100 mm，沿筒倉均勻澆灌。9)嚴格控制筒倉垂直度及平臺的高低差，最終垂直度不超過15 mm，滑升平臺高差在滑升期間不超過80 mm，最終平臺高差不超過10 mm。10)混凝土振動棒插入混凝土的深度不能超過300 mm，以防振松下層混凝土，要振搗密實，不漏振。11)脫模的混凝土如果有漏洞或裂紋要及時用混凝土式高標號砂漿修補，并適量摻加防水劑。12)為防止停電，現場必須備100 kVA發電機一臺。

［1］ 惠 涌，章曉霞，陳金鵬．淺析煙囪施工中滑框倒模工藝的應用［J］．山西建筑，2010，36(7):124-125．